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油漆施工前做好表面处理可提高附着力

发布时间:2012-11-08

  关键词:表面处理 油漆附着力

  油漆涂层附着力或黏接力是涂层能够实现防护功能的先决条件,无论是防腐蚀功能,还是防护功能都如此。也就是只有当涂层能与基底材料间达到紧密附着时,涂层才能起到防腐蚀效果。

  涂层结构间的作用力可分为涂层与基底问的附着力、底涂层与中间涂层间的附着力、中间涂层与面涂层问的附着力、每种涂层分子问的内应力等多种作用力。其中,涂层与基底间的附着力最为关键,如果该附着力达不到防腐蚀涂层的要求,则会造成防腐蚀涂层的整体剥离,涂层的防腐蚀效果也就无从谈起。那么,涂层与基底间附着力的实质是什么呢?

  到目前为止,关于附着力的本质在涂装领域内还没有统一的认识。对非金属肪腐蚀涂层或防护层而言,一般说来涂层与基底问的附着力可大致分为:分子间力、化学键力和机械锚固力三种,而对金属防护层则还包括通过热喷涂而使喷涂的金属涂层与基底金属间的冶金结合力等。冶金结合力是一种比较强的结台力,这是由于金属涂层的施加过程中往往通过上千度甚至上万度的高温下的热喷涂等手段来获得,喷涂材料(金属粉末、线材等)在喷枪中被加热到上千度的高温熔化后,而高速喷射到工件的基底金属表面而形成涂层。因此,这种喷涂所形成的金属涂层与基底之间是熔融后结合在一起,该结合力是非常强的。而在非金属类涂层中.作用力强弱以化学键力最强,然后是分子间力,最后是机械锚固力。

  1 化学键力

  所谓化学键在化学理论中有两种:离子键和共价键。离子键通常是带有正电荷的阳离子和带有负电荷的阴离子之间的静电力作用,靠离子键结合的物质分子具有非常强的离子键能,如强碱和强酸,以及由强碱和强酸生成的盐。一般在化学上很难将这类分子破坏。共价键则是通过共享电子对而使两原子形成的分子,它们之间的化学键力要远小于离子键结合的分子。有机化台物分子大部分是通过共价键结合的,共价键又有极性键和非极性键之分,这是由于共享电子对在两种电负性具有差异的原子间分布不均匀造成的。

  据相关资料认为,当底漆涂料分子与基底金属表面原子间形成化学键结合时可获得最佳的附着力。通常,采用拉开法来测定附着力的大小,当测得的附着力值大于10MPa时就有可能产生了化学键结台。目前已经证实能够产生化学键结台的底漆寥寥无几。环氧聚氨酯底漆最高可以达到15MPa以上的附着力,是防腐蚀底漆中附着力最为优异的底漆品种。

  2 分子间的作用力

  分子问的作用力在物理化学中称为范德华力,涂层分子与被涂物基底表面的金属原于间主要通过范德华力的作用而形成附着或黏接。范德华力有三种,分别是诱导力、色散力和取向力。所谓色散力是指非极性分子瞬间偶极之间产生的作用力;诱导力是极性分子与非极性分子靠近时,非极性分子受极性分子的电场作用而产生的诱导偶极与极性分子固有偶极间的吸引力;取向力则是极性分子相靠近时,按同性相斥、异性相吸的原则,两偶极子在空间的状态取向力。这种取向力使极性分子阃更加靠近,而相邻分子在固有偶极的作用下使原分子中的正负电荷中心更加分离而产生诱导偶极,即:极性分子间也存在着诱导力。总之,这三种力都是以分子的固有极性或诱导产生的极性为基础上相互吸引而产生结合。

  在分子问作用力中,以氢键的作用力最强。一些极性基团如羟基(一0H)、胺基(一NH一)等由于含有活性氢原子,可产生类似氢键的结合力。经过适当的表面预处理如喷砂处理后,高度清洁的金属表面则会处于高度活性状态,其表面的铁元素会从空气中吸收水分子生成具有高极性的水化铁化台物一Fe—OH,为涂层分子的结合打下了基础。而环氧类防腐蚀涂料由于在其分子结构中含有大量的羟基、环氧基等多种官能团,也可大大增加涂层与金属表面的黏接,因而是非常优良的防腐蚀涂料。

  3 机械锚固力或机械作用力

  涂装前的表面预处理如喷砂处理还会造成被涂物表面的一定粗糙度,涂层在粗糙表面的附着之所以强于光滑表面的附着,一方面认为,粗糙表面可以提供多个活性中心,有利于化学键力或分子间作用力的强化,或形成机械锚固作用;另一方面认为,涂层与金属间黏接力的大小还与两者间的接触面积有关,金属或非金属表面的喷砂处理可形成具有一定锚纹齿型结构的表面状态从而有效扩大了被涂物的表面积,防腐蚀涂层会沿着每个锚纹的“波峰”和“波谷”形成无数的附着点和附着结构,从而大大增强了涂层的附着力。这种机械锚固力通常认为是油漆涂层与基底间附着力的第三种贡献。

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